RU62980U1

RU62980U1 - SLOT Borehole Sand Filter

Info

Publication number: RU62980U1
Application number: RU2006128753/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Наумчук
Original assignee: Анатолий Петрович Наумчук
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Щелевой скважинный противопесочный фильтр относится к технике фильтрации рабочих жидкостей и газов в различных технологических системах и, в частности, в составе скважинного оборудования при добыче нефти, газа и воды. С целью повышения эксплуатационных характеристик фильтра, снижения его забиваемости, предотвращения отложений солей на нем и на смежных с ним устройствах фильтрующие элементы, выполненные в виде полуколец или планок и образующие между собой щели, подвижны и упираются в упругие элементы. Дополнительно фильтр снабжен источником колебаний фильтрующей среды, в частности, в виде статора с отверстиями и ротора, перекрывающего по мере его вращения отверстия статора, через которые поступает фильтрующий продукт.A slot-hole downhole sand filter refers to the technique of filtering working fluids and gases in various technological systems and, in particular, as part of downhole equipment for oil, gas and water production. In order to improve the operational characteristics of the filter, reduce its clogging, prevent salt deposits on it and on devices adjacent to it, filter elements made in the form of half rings or strips and forming slots between them are movable and abut against elastic elements. In addition, the filter is equipped with a source of oscillation of the filter medium, in particular, in the form of a stator with holes and a rotor, overlapping as it rotates the stator holes through which the filter product enters.

Description

Щелевой скважинный противопесочный фильтр, далее фильтр, относится к технике фильтрации рабочих жидкостей и газов в различных технологических системах и, в частности, в составе скважинного оборудования при добыче нефти, газа и воды.A slot-hole downhole sand filter, hereinafter referred to as a filter, relates to the technique of filtering working fluids and gases in various technological systems and, in particular, as part of downhole equipment for oil, gas and water production.

Известны скважинные фильтры, применяемые при добыче нефти (см. изобретение №2074313 и №213019 МКИ: Е 21 В 43/08) или фильтры рабочих жидкостей, применяемые в гидроприводах машин(см. книгу: «Очистка рабочих жидкостей в гидроприводах станков» Авторы: Коновалов В.М., Скрицкий В.А. Москва. Машиностроение. 1976 г.)Well-known filters used in oil production (see invention No. 2074313 and No. 213019 MKI: E 21 B 43/08) or filters for working fluids used in hydraulic drives of machines (see book: "Cleaning working fluids in hydraulic drives of machines" Konovalov V.M., Skritsky V.A. Moscow. Mechanical Engineering. 1976)

Наиболее близким к предлагаемому устройству является скважинный фильтр, приведенный в описании к изобретению №1587179 МКИ: Е 21 В 43/08, содержащий перфорированный корпус, установочные планки и фильтрующие кольца.Closest to the proposed device is a downhole filter described in the description of the invention No. 1587179 MKI: E 21 B 43/08, containing a perforated housing, mounting plates and filter rings.

Недостатком известного устройства является отложение солей на фильтре и быстрое забивание проходных сечений фильтра, что в конечном счете приводит к ухудшению условий работы всего скважинного оборудования, к снижению его производительности, к сокращению межремонтных периодов скважин.A disadvantage of the known device is the deposition of salts on the filter and fast clogging of the filter cross sections, which ultimately leads to a deterioration in the working conditions of all downhole equipment, to a decrease in its productivity, and to a reduction in the overhaul periods of wells.

Основной целью предлагаемого устройства является повышение эксплуатационных характеристик фильтра, снижение его забиваемости, предотвращение отложений солей на нем и на смежных с ним устройствах скважинного оборудования при добыче, в частности, обводненной нефти.The main objective of the proposed device is to increase the operational characteristics of the filter, reduce its clogging, prevent salt deposits on it and on adjacent devices of the downhole equipment during the production of, in particular, waterlogged oil.

Указанный технический результат достигается тем, что, во-первых, фильтрующие элементы изготовлены подвижными и упираются в упругие элементы в виде пружин или резиновых прокладок, во-вторых, фильтр снабжен источником колебаний фильтра, в третьих, в качестве источника колебаний фильтра применен модулятор расхода скважинного продукта в виде статора с отверстиями и ротора, перекрывающего по мере его вращения отверстия статораThe specified technical result is achieved in that, firstly, the filter elements are made movable and abut against the elastic elements in the form of springs or rubber gaskets, secondly, the filter is equipped with a filter oscillation source, and thirdly, a well flow modulator is used as a filter oscillation source a product in the form of a stator with holes and a rotor that overlaps the stator holes as it rotates

На фиг.1 представлен фильтр 1 с фильтрующими элементами в виде подвижных 2 и неподвижных 3 планок и резиновых прокладок 4 в комплекте с модулятором расхода скважинного продукта в виде статора 5 и ротора 6. При этом на фиг.1а приведен фильтр в соединении с электрическим двигателем 7 и центробежным насосом 8 с осью 9 между ними. На фиг.1в приведен фильтр в разрезе А-А, на фиг.1 с приведены примеры исполнения статора и ротора модулятора расхода. Fig. 1 shows a filter 1 with filtering elements in the form of movable 2 and fixed 3 strips and rubber gaskets 4 complete with a well product flow modulator in the form of a stator 5 and rotor 6. At the same time, Fig. 1a shows a filter in connection with an electric motor 7 and a centrifugal pump 8 with an axis 9 between them. Figure 1c shows a filter in section AA, figure 1c shows examples of the stator and rotor of the flow modulator.

На фиг.2 представлены фильтр 10, фильтрующий элемент в виде полукольца 11 с выступом 12, упругие элементы в виде резиновых прокладок 13, перфорированная труба 14 с отверстиями 15, установочные планки 16 и скрепляющие планки 17.Figure 2 presents the filter 10, a filter element in the form of a half ring 11 with a protrusion 12, elastic elements in the form of rubber gaskets 13, a perforated pipe 14 with holes 15, mounting straps 16 and fastening straps 17.

Принцип работы фильтра.The principle of the filter.

Электрический двигатель 7 через ось 9 приводит во вращение центробежный насос 8 и ротор 6. В результате работы центробежного насоса скважинная жидкость через щели между подвижными планками 2 и неподвижными 3, через отверстия статора и ротора подается из скважины на верх. Так как давление внутри фильтра будет меньше чем снаружи, подвижные планки 2 продвинутся внутрь фильтра, деформируя упругие резиновые прокладки 4. Величина деформации будет зависеть от разности давления снаружи фильтра и внутри. При вращении ротора 6 модулятора расхода отверстия статора будут периодически перекрываться и поэтому давление внутри фильтра будет меняться с частотой F=n·N, где n - число оборотов электродвигателя в ед. времени, N - количество перекрытий отверстий статора за полный оборот ротора. Так, например, при n=3000 об/мин, и N=6 частота колебаний давления скважинной жидкости внутри фильтра будет равна 300 Гц с такой же частотой будут колебаться и подвижные планки 2. Колебания жидкости также будут передаваться к неподвижным деталям фильтра, а также и к другому скважинному оборудованию. В результате создаются условия для предотвращения отложений солей как на фильтре, так и на электропогружном центробежном насосе (ЭЦН). Кроме того, вибрация подвижных планок относительно неподвижных будет приводить к самоочищению щелей фильтра, предотвращая забивание фильтра твердыми включениями.The electric motor 7 drives the centrifugal pump 8 and the rotor 6 through the axis 9. As a result of the centrifugal pump, the borehole fluid through the slots between the movable bars 2 and the stationary 3, is fed from the well to the top through the holes of the stator and rotor. Since the pressure inside the filter will be less than outside, the movable straps 2 will advance into the filter, deforming the elastic rubber gaskets 4. The magnitude of the deformation will depend on the difference in pressure outside the filter and inside. When the rotor 6 of the flow modulator rotates, the stator holes will periodically overlap and therefore the pressure inside the filter will change with a frequency F = n · N, where n is the number of revolutions of the electric motor in units. time, N - the number of overlap of the stator holes for a full revolution of the rotor. So, for example, at n = 3000 rpm, and N = 6, the frequency of the pressure fluctuation of the borehole fluid inside the filter will be 300 Hz; the movable bars 2 will also oscillate with the same frequency. Fluctuations of the liquid will also be transmitted to the stationary parts of the filter, as well as and other downhole equipment. As a result, conditions are created to prevent salt deposits both on the filter and on the electric submersible centrifugal pump (ESP). In addition, the vibration of the movable strips relative to the stationary ones will lead to self-cleaning of the filter slots, preventing the filter from clogging with solid inclusions.

На фиг.2. приведен фильтр 10 с подвижными элементами в виде полуколец 11, с выступами 12. Полукольца установлены таким образом, что каждое последующее полукольцо своими острыми кромками упирается на выступы 12 предыдущего полукольца. Высота кромки 12 задает ширину щели фильтра.In figure 2. filter 10 is shown with movable elements in the form of half rings 11, with protrusions 12. The half rings are mounted in such a way that each subsequent half ring abuts with its sharp edges on the protrusions 12 of the previous half ring. The height of the edge 12 defines the width of the filter slit.

В основе конструкции данного фильтра находится перфорированная труба 14 с отверстиями 15.Вдоль трубы расположены установочные планки 16 с резиновыми прокладками 13 в пазах. На резиновые прокладки упираются полукольца 11, которые фиксируются снаружи скрепляющими планками 17.At the heart of the design of this filter is a perforated pipe 14 with holes 15. Along the pipe are mounting strips 16 with rubber gaskets 13 in the grooves. Half rings 11 abut against rubber gaskets, which are fixed from the outside with fastening straps 17.

Таким образом, полукольца 11 при колебаниях давления внутри фильтра смещаются относительно центра фильтра. Вибрация полуколец препятствует отложению солей и забиванию фильтра.Thus, the half rings 11 under pressure fluctuations inside the filter are displaced relative to the center of the filter. The vibration of the half rings prevents the deposition of salts and clogging of the filter.

Claims

1. Slot-hole anti-sand filter, consisting of filter elements in the form of half rings or strips, forming slots between each other, characterized in that in order to reduce clogging of the filter and deposits of salts on it, the filter elements are made movable and abut against elastic elements in the form of springs or rubber gaskets.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a filter oscillation source.

3. The device according to claim 2, characterized in that it uses a well product flow modulator as a stator with holes and a rotor that overlaps the stator holes as it rotates.